化学反応式に係数をつける 方法
この記事の共著者 : Ronitte Libedinsky, MS. ロニッテ・リベディンスキーはカリフォルニア州サンフランシスコにて個人及び少人数グループを対象に学習指導を提供している会社「Brighter Minds SF」の設立者です。専門科目は数学（プレ代数学、代数学 I・II、幾何学、プレ微分積分学、微分積分学）と科学（化学、生物学）。家庭教師として10年以上の経験をもち、現在まで中学生、高校性、大学生の指導を行ってきました。SSAT、Terra Nova、HSPT、SATそして ACTテスト用の対策プログラムも提供しています。カリフォルニア大学バークレー校にて化学の学士号を、テルアビブ大学にて修士号を取得。
化学式の世界に飛び込んでみませんか?一見すると難しそうに見えるこれらの問題は、基本の手順と平衡のルールを学べば簡単に解けます。ご心配なく。扱う原子や分子の数にかかわらず、ほぼ全ての問題を解く方法を詳しくご説明いたします。 特に複雑な式にお困りですか?その場合もご安心ください。セクション2までスクロールすると、代数的な平衡法を用いた難しい式の解法に関する便利なチュートリアルをご覧いただけます。 [1] X 出典文献
伝統的なバランスの実施- C3H8+ O2 ➔ H2O + CO2
- この反応はプロパン(C3H8)が酸素の存在下で燃焼し、水と二酸化炭素を生成する際に起こります。
- 例えば、右側には酸素原子が3個ありますが、この合計は加算の結果です。
- 左側:炭素3個(C3)、水素8個(H8)、酸素2個(O2)。
- 右側:炭素(C)1個、水素(H2)2個、酸素(O + O2)3個。
- 水素と酸素の原子数を調整する前に、他の原子のバランスを取るために係数を使用する必要があるため、再度原子数を数え直す必要があります。
単一の元素から始めましょう。残っている元素が複数ある場合、反応物と生成物の両方で単一の分子にしか含まれない元素を選択します。これは、まず炭素原子のバランスを取る必要があることを意味します。 [4] X 出典文献
- C3H8 + O2 ➔ H2O + 3 CO2
- 右側の炭素の前にある係数3は、左側の下付き数字3が3個の炭素原子を示すのと同様に、3個の炭素原子を示しています。
- 化学式において、係数は変更できますが、下付き数字を決して変更してはいけません。
- C3H8 + O2 ➔ 4 H2O + 3CO2
- 右側では、下付き数字が既に2つの水素原子を示しているため、係数として4を追加しました。
- 係数4に下付き文字2を乗じると、8となります。
- 左側の酸素分子に5の係数を付加します。これで両側に酸素原子が10個ずつ存在することになります。
- C3H8 + 5 O2 --> 4H2O + 3CO2。
- PCl5+ H2O ➔ H3PO4+ HCl
- aPCl5+ bH2O ➔ cH3PO4+ dHCl
- 左側には2つの 水素原子があります(H2分子1つにつき2個水素原子(H2O分子あたり2個)が存在するのに対し、右側には3 c+ d水素原子(H3PO4分子あたり3個、HCl分子あたり1個)となります。水素原子の数は両側で等しくなければならないため、2 bは3 c+ d.
- 各元素について同様の手順を行ってください。
- P: a= c
- Cl: 5 a= d
- H: 2 b =3 c + d
- これを素早く行うには、変数の一つに値を割り当てます。ここでは a = 1 とします。その後、連立方程式を解いて以下の値を得ます:
- P: a = c より、c = 1 であることが分かります。
- Cl: 5a = d であることから、d = 5 であることがわかります
- H: 2b = 3c + d より、b は次のように計算できます:
- 2b = 3(1) + 5
- 2b = 3 + 5
- 2b = 8
- b=4
- a = 1
- b = 4
- c = 1
- d = 5
- 簡略化をお忘れなく!すべての係数が同じ数で割り切れる場合は、最も単純な結果を得るために割り算を行ってください。 [9] X 出典文献
- もし行き詰まった場合は、オンラインの化学式バランサーに式を入力して平衡化することも可能です。ただし、試験中にオンラインツールを利用できないことを念頭に置き、依存しすぎないようにご注意ください。
- 分数をなくすには、分数の分母の数で式全体(左右両側)を掛け算します。
- 化学式を平衡化する過程では、分数を補助として使用することは可能ですが、分数が含まれる係数が残っている限り、その式は平衡化されていません。化学反応において、分子の半分や原子の半分が生じることは決してありません。
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- ↑https://www.khanacademy.org/science/ap-biology/chemistry-of-life/elements-of-life/a/matter-elements-atoms-article
- ↑https://www.mathsisfun.com/algebra/add-subtract-balance.html
- ↑https://www.youtube.com/watch?v=e_C-V5vJv80
- ↑https://www.khanacademy.org/science/chemistry/chemical-reactions-stoichiome/balancing-chemical-equations/v/balancing-chemical-equations-introduction
- ↑https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Analytical_Chemistry/Supplemental_Modules_(Analytical_Chemistry)/Electrochemistry/Redox_Chemistry/Balancing_Redox_reactions
- ↑https://www.mathsisfun.com/algebra/completing-square.html
- ↑https://www.youtube.com/watch?v=e_C-V5vJv80
- ↑https://www.youtube.com/watch?v=e_C-V5vJv80
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この記事の共著者 : Ronitte Libedinsky, MS. ロニッテ・リベディンスキーはカリフォルニア州サンフランシスコにて個人及び少人数グループを対象に学習指導を提供している会社「Brighter Minds SF」の設立者です。専門科目は数学（プレ代数学、代数学 I・II、幾何学、プレ微分積分学、微分積分学）と科学（化学、生物学）。家庭教師として10年以上の経験をもち、現在まで中学生、高校性、大学生の指導を行ってきました。SSAT、Terra Nova、HSPT、SATそして ACTテスト用の対策プログラムも提供しています。カリフォルニア大学バークレー校にて化学の学士号を、テルアビブ大学にて修士号を取得。 この記事は63,565回アクセスされました。